（2011•黄浦区二模）在图所示的电路中，R1的阻值为20欧，滑动变阻器R2标有“20欧，1安”的字样，电压表有“0～3
（2011•黄浦区二模）在图所示的电路中，R1的阻值为20欧，滑动变阻器R2标有“20欧，1安”的字样，电压表有“0～3伏、0～15伏”两个量程，电流表有“0～0.6安、0～3安”两个量程．移动滑动变阻器的滑片p至最左端，闭合电键S，电流表示数为0.3安．求：（1）电源电压．
（2）移动滑动变阻器的滑片p，当电流表示数为0.2安时，电阻R1消耗的电功率．
（3）现有三个定值电阻，分别为4欧、6欧和11欧，设想从中选择一个电阻来替换R1，要求闭合电键S，在移动滑动变阻器滑片p的过程中，两电表指针分别能达到某量程的满刻度，且电路能正常工作．
①应选用______欧的电阻代替电阻R1．
②通过计算求出满足题目要求滑动变阻器R2的使用范围．
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（1）当滑动变阻器滑片P移至最左端时，R2连入电路的阻值为0欧，
U=IR1=0.3A×20Ω=6V；
（2）U1=I′R1=0.2A×20Ω=4V，
P1=I′U1=0.2A×4V=0.8W；
（3）题中要求电压表能达的最大值，若选0～15V量程，因电压表并联在R2两端，总电压为6V，
则无论选择哪一电阻都不能使电压值达到15V，故电压表量程只能为0～3V；
电流表也要能达到最大电流，若接4Ω电阻时，
电路中的最大电流I最大=[U/R′]=[6V/4Ω]=1.5A＜3A；
即电路中能达到的最大值只能为0.6A，故电流表量程只能选0～0.6A；
若取4Ω电阻代替R1，则达到最大电流时，电路中的总电阻R总=[U
Imax=
6V/0.6A]=10Ω；
则滑动变阻器应接入电阻Rmax1=10Ω-4Ω=6Ω；
则滑动变阻器两端的电压值Umin1=ImaxRmax1=0.6A×6Ω=3.6V＞3V，故不能选4Ω的电阻来代替R1．
若取11Ω电阻代替R1，则达到最大电流时，总电阻R总=10Ω＜11Ω，故不能选11Ω的电阻来代替R1．
所以只能用6Ω电阻代替R1，则达到最大电流时，总电阻R总=10Ω，
滑动变阻器应接入电阻Rmin=10Ω-6Ω=4Ω；
则电压表达到最大电压时，电路中的电流为Imin=
U−U2max
R1=[6V−3V/6Ω]=0.5A，
滑动变阻器接入电路的最大电阻Rmax=
Umax2
Imin=[3V/0.5A]=6Ω．
故滑动变阻器的接入范围为4Ω～6Ω．
答：（1）电源电压为6V；
（2）当电流表示数为0.2安时电阻R1消耗的电功率为0.8W；
（3）①应选用6欧的电阻代替电阻R1；
②满足题目要求滑动变阻器R2的使用范围为4Ω～6Ω．
U=IR1=0.3A×20Ω=6V；
（2）U1=I′R1=0.2A×20Ω=4V，
P1=I′U1=0.2A×4V=0.8W；
（3）题中要求电压表能达的最大值，若选0～15V量程，因电压表并联在R2两端，总电压为6V，
则无论选择哪一电阻都不能使电压值达到15V，故电压表量程只能为0～3V；
电流表也要能达到最大电流，若接4Ω电阻时，
电路中的最大电流I最大=[U/R′]=[6V/4Ω]=1.5A＜3A；
即电路中能达到的最大值只能为0.6A，故电流表量程只能选0～0.6A；
若取4Ω电阻代替R1，则达到最大电流时，电路中的总电阻R总=[U
Imax=
6V/0.6A]=10Ω；
则滑动变阻器应接入电阻Rmax1=10Ω-4Ω=6Ω；
则滑动变阻器两端的电压值Umin1=ImaxRmax1=0.6A×6Ω=3.6V＞3V，故不能选4Ω的电阻来代替R1．
若取11Ω电阻代替R1，则达到最大电流时，总电阻R总=10Ω＜11Ω，故不能选11Ω的电阻来代替R1．
所以只能用6Ω电阻代替R1，则达到最大电流时，总电阻R总=10Ω，
滑动变阻器应接入电阻Rmin=10Ω-6Ω=4Ω；
则电压表达到最大电压时，电路中的电流为Imin=
U−U2max
R1=[6V−3V/6Ω]=0.5A，
滑动变阻器接入电路的最大电阻Rmax=
Umax2
Imin=[3V/0.5A]=6Ω．
故滑动变阻器的接入范围为4Ω～6Ω．
答：（1）电源电压为6V；
（2）当电流表示数为0.2安时电阻R1消耗的电功率为0.8W；
（3）①应选用6欧的电阻代替电阻R1；
②满足题目要求滑动变阻器R2的使用范围为4Ω～6Ω．
1年前
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